專利名稱：一種代理移動(dòng)IPv6域中移動(dòng)節(jié)點(diǎn)和移動(dòng)IPv6域中通信節(jié)點(diǎn)優(yōu)化通信方法
技術(shù)領(lǐng)域：
本發(fā)明涉及通信領(lǐng)域，具體涉及一種代理移動(dòng)IPv6域中移動(dòng)節(jié)點(diǎn)和移動(dòng)IPv6域中通信節(jié)點(diǎn)的優(yōu)化通信方法。
背景技術(shù)：
目前IETF已經(jīng)頒布了 IPv6網(wǎng)絡(luò)承載移動(dòng)通信的方案RFC3775 (MIPv6)。根據(jù) MIPv6中的規(guī)定，移動(dòng)節(jié)點(diǎn)(MN)可以和通信節(jié)點(diǎn)(CN)直接通信。當(dāng)MN的位置發(fā)生改變時(shí)， MN需要完成更新過程，該過程包含三個(gè)階段1、MN先向家鄉(xiāng)代理(HA)發(fā)送綁定更新消息 (BU)，并接收來自HA的綁定確認(rèn)消息(BA) ；2、麗啟動(dòng)RRP過程，向CN發(fā)送HoTI和CoTI消息，并接收來自CN的HoT和CoT消息，其中HoTI/HoT消息經(jīng)由HA轉(zhuǎn)發(fā)；3、麗向CN發(fā)送BU 消息，并接收來自CN的BA消息。顯然，MIPv6是一種全局IP移動(dòng)性管理方案。在MIPv6中，當(dāng)MN位置發(fā)生改變時(shí)， MN需要與HA和CN進(jìn)行更新，每次更新都會(huì)有大量的信令傳輸，占用大量的帶寬。為了減少信令消耗，IETF提出了另一種IP移動(dòng)性管理機(jī)制代理移動(dòng)IPv6 (Proxy Mobile IPv6, PMIPv6, RFC5213)。ΡΜΙΡνθ是一種基于網(wǎng)絡(luò)的局部IP移動(dòng)性管理機(jī)制，它引入了兩個(gè)新的網(wǎng)絡(luò)實(shí)體 移動(dòng)接入網(wǎng)關(guān)(Mobile Access Gateway, MAG)和本地移動(dòng)錨(Local MobilityAnchor, LMA)。在PMIPv6中，LMA具有類似HA的功能，麗不需要直接參與更新過程，而是由MAG代替麗完成與LMA的更新過程。當(dāng)MN進(jìn)入PMIPv6域后，它會(huì)連接到一個(gè)MAG。MAG發(fā)現(xiàn)接入的MN時(shí)會(huì)啟用認(rèn)證機(jī)制進(jìn)行認(rèn)證。認(rèn)證成功后，MAG會(huì)向LMA發(fā)送代理綁定更新消息(Proxy Binding Update, PBU)。LMA收到PBU后會(huì)創(chuàng)建或者更新相應(yīng)的綁定緩存條目(Binding Cache Entry, BCE), 然后向MAG回復(fù)代理綁定確認(rèn)消息(Proxy Binding Acknowledgement，PBA)。這樣，就在 MAG和LMA之間建立了一條用于傳輸數(shù)據(jù)報(bào)文的雙向隧道。MAG收到PBA之后會(huì)把PBA消息中攜帶的家鄉(xiāng)網(wǎng)絡(luò)前綴(Home Network Prefix,HNP)等信息通過路由公告消息(Router Advertise)發(fā)送給MN。MN根據(jù)收到的HNP信息來配置自己的家鄉(xiāng)地址(HoA)，并使用該地址與CN通信。由于麗在LMA域中的HNP始終不變，MN在PMIPv6域中移動(dòng)時(shí)，它的地址也不發(fā)生改變，而且在移動(dòng)的過程中MAG代替MN完成更新過程，減輕了 MN的負(fù)擔(dān)。在MIPv6中實(shí)施了路由優(yōu)化，麗可以與CN直接通信。但是在PMIPv6中，MN與CN 的通信都需要經(jīng)過MAG和LMA之間的雙向隧道，然后由LMA轉(zhuǎn)發(fā)出去。這樣的傳輸方案顯然不是最優(yōu)的，會(huì)導(dǎo)致傳輸延遲的時(shí)間變長，也更容易加重LMA的負(fù)擔(dān)和發(fā)生阻塞。為了克服這些問題，需要對報(bào)文的路由路線進(jìn)行優(yōu)化。在PMIPv6中路由優(yōu)化也稱為本地路由，即允許MAG具有本地路由功能。文獻(xiàn) 1 (https//datatracker. ietf.org/doc/draft_ietf_netext_pmip6_lr_ps/，I-D. ietf-netext-pmip6-lr-ps)陳述了本地路由優(yōu)化需要注意的問題，并把需要優(yōu)化的情況總結(jié)為四種情況All、麗和CN連接在同一個(gè)MAG上，并且在同一個(gè)LMA中注冊，如圖1所示；A12、MN和CN連接在同一個(gè)MAG上，但是在不同的LMA中注冊，如圖2所示；A21、MN和CN連接在不同的MAG上，但是在同一個(gè)LMA中注冊，如圖3所示；A22、MN和CN連接在不同的MAG上，并且在不同的LMA中注冊，如圖4所示。JC 獻(xiàn) 2(https//datatracker. ietf. org/doc/draft-ietf-netext-pmip-lr/, I-D. ietf-netext-pmip-lr)針對上面的前三種情況提出了解決方法。在All中，LMA檢測到MN和CN連接在同一個(gè)MAG上時(shí)，會(huì)發(fā)送一個(gè)本地路由初始消息(LRI)到MAG啟動(dòng)本地路由功能，MAG會(huì)回復(fù)本地路由確認(rèn)消息(LRA)，這樣麗和CN就可以通過MAG直接通信。在 A12中，由MAG發(fā)起本地路由請求，當(dāng)MAG發(fā)現(xiàn)麗和CN都與自己直接相連時(shí)，MAG向LMAl 和LMA2各發(fā)送一個(gè)LRI消息，當(dāng)且僅當(dāng)MAG收到來自LMAl和LMA2的LRA消息時(shí)，才能實(shí)現(xiàn)本地路由功能，讓麗和CN通過MAG直接通信。在A21中，由LMA決定并觸發(fā)本地路由優(yōu)化，在兩個(gè)MAG之間建立一個(gè)雙向隧道，這樣MN和CN就可以通過兩個(gè)MAG及它們之間的隧道進(jìn)行通信。A22中的網(wǎng)絡(luò)情形屬于域間路由優(yōu)化，文獻(xiàn)3 (A Route Optimization Scheme based on Roaming in PMIPv6(pROR),Sang-Seok Oh,Hyon-Young Choi,and Sung-Gi Min, 2009FifthInternational Joint Conference on INC, IMS and IDC)根據(jù)各 LMA 之間的距離把域間優(yōu)化問題分成了 5種情形，并針對每種情形提出了具體的優(yōu)化方案。在因特網(wǎng)中不僅存在PMIPv6域，也存在MIPv6域。如圖5所示，MN在PMIPv6域中，而CN在MIPv6域中。按照PMIPv6的規(guī)定，麗發(fā)往CN的數(shù)據(jù)報(bào)文需要經(jīng)過MAG和LMA 之間的雙向隧道到達(dá)LMA再由LMA發(fā)往CN，而CN發(fā)往麗的數(shù)據(jù)報(bào)文也是沿著這條路徑到達(dá)MN。顯然，這條傳輸路徑也不是最優(yōu)的，本發(fā)明針對這種情況，提出了一種PMIPv6域中移動(dòng)節(jié)點(diǎn)和MIPv6域中通信節(jié)點(diǎn)通信的路由優(yōu)化方法。

發(fā)明內(nèi)容
本發(fā)明提出一種PMIPv6域中移動(dòng)節(jié)點(diǎn)和MIPv6域中通信節(jié)點(diǎn)通信的路由優(yōu)化方法。該方法通過擴(kuò)展PMIPv6中的MAG的功能，使其可以代表麗直接與CN通信，而CN則完全按照MIPv6中的規(guī)范來操作。本發(fā)明是這樣實(shí)現(xiàn)的麗連接到MAG之后先按照PMIPv6中的規(guī)定，在LMA中完成注冊過程，并且在注冊過程中把MAG中的本地路由標(biāo)志位設(shè)為1。本發(fā)明要求MAG能夠支持MIPv6中的BU/BA消息、HoTI/HoT消息和CoTI/CoT消息，MN產(chǎn)生的數(shù)據(jù)報(bào)文必須滿足MIPv6的格式要求。當(dāng)MAG收到來自麗的數(shù)據(jù)報(bào)文時(shí)，MAG會(huì)首先查看自己的本地路由標(biāo)志位，若標(biāo)志位的值為0，則說明該MAG不允許進(jìn)行本地路由，相應(yīng)地也不能通過優(yōu)化的路由路徑來傳輸數(shù)據(jù)報(bào)文；若標(biāo)志位的值為1，說明MAG允許進(jìn)行本地路由，接著MAG會(huì)查找路由表。MAG 的操作流程如圖6所示。如果找到相應(yīng)的表項(xiàng)，則說明該通信過程已經(jīng)在使用優(yōu)化的路徑，MAG根據(jù)找到的路由表項(xiàng)轉(zhuǎn)發(fā)數(shù)據(jù)報(bào)文。若沒有找到相應(yīng)的表項(xiàng)，則說明這個(gè)數(shù)據(jù)報(bào)文是該組通話中的第一個(gè)來自MN的數(shù)據(jù)報(bào)文，MAG會(huì)啟動(dòng)路由優(yōu)化過程。路由優(yōu)化過程由MAG觸發(fā)，MAG向LMA發(fā)送LRI消息，LRI的源地址是MAG的地址， 目的地址是LMA的地址，LRI消息中包含麗的HoA和ID。LMA收到LRI消息后會(huì)回復(fù)LRA消息，LRA消息的源地址是LMA的地址，目的地址是MAG的地址，根據(jù)目的地址LRA發(fā)往MAG。當(dāng)MAG收到LMA回復(fù)的LRA消息后，MAG會(huì)啟動(dòng)MIPv6中的RRP過程，產(chǎn)生HoTI消息和CoTI消息。HoTI消息和CoTI消息的格式與MIPv6中的格式一致。HoTI消息的源地址是麗的HoA，目的地址是CN的地址，消息中的HoA域填入麗的HoA。HoTI消息先通過隧道傳輸?shù)絃MA，再由LMA轉(zhuǎn)發(fā)到CN。CoTI消息的源地址是MAG的地址，目的地址是CN的地址，消息中的HoA域填入麗的HoA，CoTI消息直接發(fā)往CN。CN收到HoTI和CoTI消息后會(huì)回復(fù)HoT消息和CoT消息時(shí)，其中HoT消息通過LMA 轉(zhuǎn)發(fā)到MAG，CoT消息直接發(fā)往MAG。MAG收到這兩個(gè)消息后會(huì)發(fā)送BU消息，BU消息的格式與MIPv6中的格式一致，消息的源地址是MAG的地址，目的地址是CN的地址，根據(jù)目的地址，BU消息將被發(fā)往CN。CN收到BU消息后，會(huì)建立一個(gè)綁定緩存，該綁定中包含麗的HoA 和MAG地址，然后向MAG回復(fù)BA消息。當(dāng)MAG收到CN回復(fù)的BA消息后，MAG在路由表中創(chuàng)建一條新的路由表項(xiàng)并給出相應(yīng)的生存時(shí)間。表項(xiàng)中的目的前綴為CN的家鄉(xiāng)網(wǎng)絡(luò)前綴，下一跳地址為麗到CN的路徑中距離MAG最近的路由器接口地址，度量值為麗到CN的路徑中所包含的路由器的數(shù)量。 當(dāng)MN離開MAG時(shí)，MAG會(huì)刪除相應(yīng)的路由表項(xiàng)，并發(fā)送PBU消息將麗離開的消息告訴LMA。本發(fā)明中涉及的信令傳輸流程如圖7所示。


圖1 All網(wǎng)絡(luò)結(jié)構(gòu)圖；圖2 A12網(wǎng)絡(luò)結(jié)構(gòu)圖；圖3 A21網(wǎng)絡(luò)結(jié)構(gòu)圖；圖4 A22網(wǎng)絡(luò)結(jié)構(gòu)圖；圖5 ΡΜΙΡνθ節(jié)點(diǎn)和MIPv6節(jié)點(diǎn)通信結(jié)構(gòu)圖；圖6 MAG收到數(shù)據(jù)報(bào)文處理流程；圖7路由優(yōu)化信令流程；圖8實(shí)施實(shí)例拓?fù)鋱D
具體實(shí)施例方式本發(fā)明提供了一種PMIPv6節(jié)點(diǎn)和MIPv6節(jié)點(diǎn)的優(yōu)化通信方法。其基本思想是借鑒MIPv6中的路由優(yōu)化過程，在MAG和CN之間建立一條優(yōu)化的路由路徑，使MAG夠代替麗與CN直接通信。下面給出本發(fā)明的一個(gè)具體實(shí)例，并結(jié)合圖8詳細(xì)說明本發(fā)明的具體實(shí)施方式
。1、實(shí)例拓?fù)鋱D如圖8所示，其中CN的地址為cec0:0:0:l: :1/64，LMA的地址為 aecO O O 1 1/64，MAG的地址為becO O O 1 1/64。其中MAG具有本地路由功能，即本地路由標(biāo)志位的值為1。麗連接到MAG后，按照PMIPv6中的規(guī)定，向MAG發(fā)送RA請求，MAG會(huì)發(fā)送PBU至Ij LMA, LMA回復(fù)PBA消息并為麗分配HNP，MAG收到PBA之后發(fā)送RA給麗。麗根據(jù)RA中包含的HNP等信息配置HoA地址，此處地址設(shè)為aecO O O 2 1/64。
2、MN發(fā)送第一個(gè)數(shù)據(jù)報(bào)文給CN，數(shù)據(jù)報(bào)文的源地址是aeC0:0:0:2::l/64，目的地址是cecO 0 0 1 1/64，數(shù)據(jù)報(bào)文根據(jù)鏈路層地址先傳播到MAG。由于MAG已經(jīng)具有本地路由功能，在接收到給數(shù)據(jù)報(bào)文后，取出報(bào)文的源地址查找路由表。發(fā)現(xiàn)沒有相應(yīng)的表項(xiàng)，MAG會(huì)向LMA發(fā)送LRI消息，LRI的源地址是 becO 0 0 1 1/64，目的地址是aecO O O 1 1/64，LRI消息中包含MN的HNP和MN的識別號(ID)，并且消息中包含 MN 的 HoA, BP aec0:0:0:2: 1/64。

3、LMA收到來自MAG的LRI消息后，會(huì)回復(fù)LRA消息。LRA消息的源地址為 aec0:0:0:l: :1/64，目的地址為becOOO 1 1/64。根據(jù)目的地址，LRA將被發(fā)往MAG。4、當(dāng)MAG收到LMA回復(fù)的LRA消息后，MAG會(huì)產(chǎn)生HoTI消息和CoTI消息。HoTI 消息和CoTI消息的格式與MIPv6中的格式一致。HoTI消息的源地址是aecO O O 2 1/64， 目的地址是cecOOO 1 1/64，消息中的HoA域填入aecOOO 2 1/64。HoTI消息先通過隧道傳輸?shù)絃MA，再由LMA轉(zhuǎn)發(fā)到CN，隧道的端口地址分別為bec0:0:0:1 1/64 和aec0:0:0:l: :1/64。CoTI消息的源地址是becOOO 1 1/64，目的地址是 cec0:0:0:l: :1/64，消息中的 HoA 域填入 aecOOO2 1/64, CoTI 消息直接發(fā)往 CN。5、CN收到HoTI和CoTI消息之后會(huì)回復(fù)HoT和CoT消息。HoT消息的源地址是cec0:0:0:l: :1/64，目的地址是aecOOO2 1/64，CoT消息的源地址是 cecO O O 1 1/64，目的地址是becO O O 1 1/64。根據(jù)目的地址HoT消息會(huì)發(fā)往LMA,再由LMA轉(zhuǎn)發(fā)到MAG，CoT消息直接發(fā)往MAG。 6,MAG收到HoT和CoT消息后，會(huì)向CN發(fā)送BU消息，BU消息的格式與MIPv6中的格式一致，消息的源地址是becO O O 1 1/64，目的地址是cecO O O 1 1/64，根據(jù)目的地址，BU消息將被發(fā)往CN。7、CN收到BU消息后會(huì)建立一個(gè)綁定，綁定信息中包含麗的HoA，艮P aec0:0:0:2: :1/64，以及MAG的地址becOOO 1 1/64。并回復(fù)BA消息，BA消息的源地址是cecO O O 1 1/64，目的地址是becO O O 1 1/64，根據(jù)目的地址，BA消息將發(fā)往MAG08,MAG收到CN回復(fù)的BA消息，就會(huì)在路由表中建立一個(gè)表項(xiàng)，表項(xiàng)中的目的前綴是cec0:0:0:l: :1/64，由于此處MAG與CN之間沒有其它的路由器，下一跳地址和度量值為 O09、MAG根據(jù)建立的路由表項(xiàng)，把麗傳來的數(shù)據(jù)報(bào)文發(fā)往CN。10、若麗離開了 MAG，MAG會(huì)發(fā)送PBU消息通知LMA，PBU消息的源地址是 becO O O 1 1/64，目的地址是aecO O O 1 1/64，根據(jù)目的地址，PBU消息將發(fā)往LMA0 LMA收到PBU消息后會(huì)向MAG會(huì)與一個(gè)PBA消息。
權(quán)利要求
1.一種代理移動(dòng)IPv6域中移動(dòng)節(jié)點(diǎn)和移動(dòng)IPv6域中通信節(jié)點(diǎn)優(yōu)化通信方法，其特征在于A、MAG能夠支持MIPv6中的BU/BA消息、HoTI/HoT消息和CoTI/CoT消息；B、當(dāng)收到來自MN的數(shù)據(jù)包時(shí)，MAG會(huì)查看自己的本地路由標(biāo)志位，標(biāo)志位為0，則按照 PMIPv6轉(zhuǎn)發(fā)數(shù)據(jù)包，若標(biāo)志位為1，則查找路由表，若存在相關(guān)路由表項(xiàng)，則根據(jù)表項(xiàng)中的信息路由，若不存在，則啟動(dòng)路由優(yōu)化過程；C、麗離開MAG時(shí)，MAG會(huì)刪除相應(yīng)的路由表項(xiàng)，并發(fā)送PBU消息將麗的離開消息告訴LMA。
2.根據(jù)權(quán)利要求1所述的一種代理移動(dòng)IPv6域中移動(dòng)節(jié)點(diǎn)和移動(dòng)IPv6域中通信節(jié)點(diǎn)優(yōu)化通信方法，其特征在于所述步驟B具體包括(1)MAG向LMA發(fā)送LRI消息，LRI的源地址是MAG的地址，目的地址是LMA的地址，LRI 消息中包含麗的HNP和ID ；(2)MAG收到LMA回復(fù)的LRA消息后，MAG會(huì)啟動(dòng)MIPv6中的RRP過程，產(chǎn)生HoTI消息和CoTI消息，HoTI消息和CoTI消息的格式與MIPv6中的格式一致，HoTI消息先通過隧道傳輸?shù)絃MA，再由LMA轉(zhuǎn)發(fā)到CN ；(3)收到CN回復(fù)的HoT消息和CoT消息后，MAG會(huì)向CN發(fā)送BU消息，CN根據(jù)收到的 BU消息更新自己的綁定緩存，并回復(fù)BA消息；(4)當(dāng)MAG收到BA消息后，創(chuàng)建一條新的路由表項(xiàng)，表項(xiàng)的目的前綴為CN的家鄉(xiāng)網(wǎng)絡(luò)前綴，下一跳地址為麗到CN的路徑中距離MAG最近的路由器接口地址。
全文摘要
本發(fā)明涉及一種PMIPv6域中移動(dòng)節(jié)點(diǎn)和MIPv6域中通信節(jié)點(diǎn)通信的路由優(yōu)化方法，本發(fā)明的目的是這樣實(shí)現(xiàn)的擴(kuò)展MAG的功能，讓MAG能夠支持MIPv6中的BU/BA消息、HoTI/HoT消息和CoTI/CoT消息。MAG具有本地路由功能，當(dāng)它收到來自MN的數(shù)據(jù)報(bào)文后，會(huì)查找路由表，如果找到相應(yīng)的表項(xiàng)，則根據(jù)該表項(xiàng)轉(zhuǎn)發(fā)數(shù)據(jù)報(bào)文，若沒有找到相應(yīng)的表項(xiàng)，則啟動(dòng)路由優(yōu)化過程。該過程包括MAG向LMA發(fā)送LRI消息和接收LMA回復(fù)的LRA消息，MAG啟動(dòng)RRP過程以及MAG向CN發(fā)送BU消息和接收CN回復(fù)的BA消息。優(yōu)化過程完成后MAG會(huì)建立一條新的路由表項(xiàng)，使得MAG能夠直接與CN通信。
文檔編號H04L29/12GK102158564SQ20111002588
公開日2011年8月17日 申請日期2011年1月21日 優(yōu)先權(quán)日2011年1月21日
發(fā)明者張武, 張荀, 張飛, 梁東桓, 王可, 王波濤, 王琳, 馬爭鳴 申請人:中山大學(xué)